解决神经科学重现性危机的三种方法

修复神经科学可重复性危机的三种方法：

1. 进行试验研究，目的是重新进行实验。

2. 确保样本集更大。

3. 通过使用在线志愿者社区来多样化您的样本。

现代科学研究中存在一个众所周知的可重复性危机，尤其是在 认知神经科学 领域。也就是说，由于 获得样本对象或使用高科技设备（如 fMRI）的成本和后勤问题，认知神经科学实验室很少能重复实验结果。

在这篇文章中，可重复性被定义为一种内部实验室过程，在该过程中，实验设计从试点/探索性实验转变为规模更大、控制性更强的实验，这些实验将反复进行。在设计合理的实验中，收集的数据和每次实验的结果应该能够：

• 合并到一个更大的数据集中。

• 具有更大的样本量。

• 具有较高的统计能力。

这些因素使神经科学实验具备了发表研究报告的价值，以便其他实验室可以尝试复制发现。然而，不幸的是，由于多种原因，这种情况很少发生。

这场可重复性危机威胁着科学的未来，因为它浪费了时间、精力、资源和专业知识，投入在那些不会被复制的研究上。没有复制，“里程碑”研究逐渐消退为传说，鲜少以承诺的方式影响世界。一份来自血液学与肿瘤研究副总裁的分析报告估计，缺乏可重复性每年在美国的成本高达280亿美元。这些资金最终浪费在未能达到可靠可重复性标准的临床前工作上。

要改善这种模式，我们必须首先理解它。我们可以通过认识神经科学目前的实践和文化来开始。这篇文章将讨论实验设计和试验安排，以提供您的实验室可以改进实验可重复性的几种方法，这些方法既适用于实验室内部（实验试验），也适用于实验室外部（开放科学数据共享）。到最后，您将了解到一些资源如何降低获取样本数据和测试对象的成本和后勤。

再来一次！

有可能对您的研究的可重复性充满信心。

通常，大多数实验设计从试点或探索性研究开始，样本量较小，这取决于实验的性质。在认知神经科学中，初始样本量通常是 n < 20。它们的目的是确保您所看到的实验效果是真正的潜在效果，并证明更大实验所需的额外资源的合理性。这些研究对于测试和完善协议也至关重要。

一般来说，认知神经科学研究人员努力在试点阶段平衡统计能力与可以合理实现的最小样本量。这些研究的目标是为出现效果提供临时统计证据。这些研究并非用于研究报告或发表，而是用于验证研究思路、支持资助申请，并作为未来研究的基础。

在认知神经科学实验中完成试点或探索性研究后，下一步是“再来一次！” 关注不同参数，重新进行调查是克服认知神经科学实验数据可重复性危机的方法。通常较低的统计能力可以通过增加样本量来克服。为了确定合适的样本大小，《神经科学杂志》在2020年给出了这些建议。就像认知神经科学中许多概念和原则一样，这取决于您实验的背景和目标。

再次强调，这些初步研究并不旨在成为发表的研究报告。然而，有时似乎确实会发生这种情况，从而导致可重复性危机。

更大的样本集和开放科学

对您所看到的效果是具有实际意义的真实效果充满信心。

从试点转到旨在发表的实验试验通常是神经科学实验室研究过程中的下一步。

由于试点研究，研究人员对他们的方法充满信心，并似乎看到了真实的效果。

在这个阶段，他们：

• 设计具有更大样本集的实验。

• 需要收集更多数据。

• 再次进行实验试验。

如果统计测试显著且不相互矛盾，神经科学家需要收集更多证据，以确保他们看到的是真实效果。

开放科学

在研究出版物中，出现了一个称为“开放科学”的日益增长的运动，其中数据和分析脚本与研究叙述一起发布。在认知神经科学中，开放神经科学研究的最佳资源之一是 神经科学信息框架（NIF; neuinfo.org）。

开放科学理论涵盖研究周期的各个阶段，其中会增强对实验数据的收集、处理、存储和审查的透明度。开放科学中的透明度哲学还包括实验设计—与科学共同体分享细节，以改善核心神经科学实验的复制性和可重复性。这些方法鼓励科学家继续进行高水平研究，并应对认知神经科学中日益严重的复制危机。

像EmotivLABs这样的团体正在培养认知神经科学研究社区，使他们能够与其他研究人员分享实验设计。

随着可重复性危机持续影响科学共同体，对高质量、可重复的研究的需求从未如此之高。存在多种设计选项，允许其他科学家复制实验。这些选项为神经科学研究人员提供了机会：

• 确定他们适当的样本大小。

• 使用创新的、经过验证的、可靠的数据分析工具。

• 与同行和科学领导进行咨询。

• 快速使用开放科学的指导原则。

多样化的远程志愿者社区

小样本量对研究的有效性和可重复性产生负面影响，因为从几个参与者生成的结果无法推广到其余总体。这些结果并不涵盖社会的神经多样性。因此，远程数据收集工具是包容性神经科学的未来。

EmotivLABs：培养认知神经科学社区

认识EMOTIV

EMOTIV成立于2011年，是一家总部位于旧金山的生物信息学公司，旨在利用定制的脑电图（EEG）硬件、分析和可视化来推进我们对人类大脑的理解。

开放科学的核心是合作。Emotiv的平台和员工旨在促进科学诚信和实验严谨性。我们可扩展的研究平台EmotivLABs连接全球的认知神经科学家与广泛的研究参与者和研究人员。认识到神经科学研究的加法线性，我们通过提供广泛的、多维的、丰富的数据集来帮助研究人员，使您能够从广泛的样本中得出有意义的结论。

扩展您的研究样本量

EmotivLABs通过将调查人员与经过审查的、合格的研究参与者联系起来并减轻招聘过程的后勤负担，从而应对可重复性危机，同时确保足够的统计能力。

确保您的工作安全存储、可转换和可恢复

分析复制的另一个威胁是需要原始数据集来验证结果的分析复制。寻找和筹措安全存储位置是繁琐的。作为数据仓库，EmotivLABs安全地存储您的数据，参与者上传录音后，该数据会在所有传输和存储阶段自动上传并严格加密。

简化流程

为帮助调查人员设计认知神经科学实验并发表贡献于更大科学共同体的研究，我们开发了一个强大、简化的工具包EmotivPro，以生成创新的、可重复的实验。

我们的明确指示和透明的方法作为指南，使调查人员能够验证原始发现。直观且易于使用的实验构建器将使其他希望复制您研究的研究人员能够在平台内提供预制模板。或者，这些认知神经科学研究人员可以创建独特的实验，从头开始定制每个细节。

EMOTIV技术

EMOTIV设计了一套工具，以支持神经科学研究过程中的每一步。

EmotivPRO软件允许用户处理、分析和可视化试验结果。研究人员还可以在专业级别设计实验，任何遵循实验设计的参与者都可以参加。

还提供EMOTIV的软件开发工具包（SDK），以便可以使用耳机和智能手机在移动设备上执行自定义应用、互动或实验设计。

随着采纳神经科学工具和方法的学科和商业市场数量的增加，EMOTIV低成本、易用的EEG系统正在应用于：

• 神经科学研究

• 健康和保健营销活动

• 汽车行业

• 神经营销

• 消费者研究

• 教育

• 娱乐行业

此外，由于EMOTIV耳机的质量、成本和全球运输能力，研究人员可以招募和登记合格的个体。由于处理软件评估的质量控制指标，研究人员还可以信任数据收集过程。

想了解更多关于EmotivLABs平台对您研究的帮助吗？

EmotivLABS使您能够构建实验，安全可靠地部署实验，从经过验证的全球参与者面板中招募并收集高质量的EEG数据，所有这些均可在一个平台上完成。点击此处了解更多或请求演示。